美国宇航局在月球上用一个饼干大小的装置反射激光

尽管最近有所推迟，但 NASA 的阿尔忒弥斯计划仍基本按计划在月球上建立永久人类居住地。阿尔忒弥斯宇航员将依赖大量后勤信息，无论是在穿越月球表面时，还是在往返地球的半定期交通中。为了做好准备，NASA 正在测试各种工具，以确保游客能够安全、精确、可靠地长期停留在月球上——NASA 最近最成功的实验之一就是利用地球上长期使用的一种策略，首次在月球上实现人类登陆。

据 NASA 称，其月球勘测轨道器 (LRO)（目前在月球轨道上运行）最近将激光高度计对准了距离下方约 100 公里（约 62 英里）的印度空间研究组织 (ISRO) 的维克拉姆着陆器，该着陆器位于南极地区曼齐努斯陨石坑附近。在 2023 年 12 月 12 日发射了五次脉冲后，LRO 随后记录了维克拉姆着陆器上的一个小型反射器反射的信号，证实了该方法首次成功登陆月球。

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测量激光从反射器返回的时间有助于准确估计物体的距离和位置。激光高度计通常用于跟踪地球上方的卫星，尽管与上个月的测试相反；脉冲通常从地面上的设备向轨道卫星发射，而不是相反。在阿波罗任务期间，反射器也用于测量月球与地球的距离——据发现，月球与地球的距离每年增加 1.5 英寸。

然而，阿波罗任务的行李箱大小的反射器比维克拉姆号上的反射器大得多。相比之下，维克拉姆号着陆器上的激光反射器阵列只是一个直径 2 英寸的圆形铝制框架。它不需要电源就能工作——它所要做的就是等待激光从八个石英角锥棱镜中的任何一个反射回光束源。

说到等待，等待的时间相当长。LRO 的月球轨道器激光测高仪 (LOLA) 发射的脉冲仅覆盖月球表面 32 英尺宽的部分。当 LRO 经过维克拉姆着陆器时，每个脉冲之间的间隙确保了只有很小的机会真正击中反射器。

美国宇航局上周解释道：“高度计非常适合探测陨石坑、岩石和巨石，以绘制月球的全球海拔图。但它们并不适合指向反射器的百分之一度以内，而这正是持续实现 ping 所需的。”正因为如此，经过八次尝试才最终与维克拉姆号取得联系。

目前，LRO 的高度计是唯一绕月运行的激光工具，因此需要更多激光工具来确保反射器的测量读数一致、准确。然而，一旦这些设备到位，未来的激光系统可用于帮助阿尔特弥斯宇航员在几乎完全黑暗的月球环境中着陆，以及标记已着陆航天器的位置。目前，类似的反射器阵列被用于帮助货物自动与国际空间站对接。可以将它们想象成微型月球空中交通管制员，帮助指导宇航员的导航和安全。

在此之前，更多的反射器正在运送途中——JAXA 的 SLIM 着陆器在上周着陆时就装有一个反射器，另一个计划于 2 月中旬搭载在一家私人公司的火箭上。